DE102017128974A1 - Friction clutch with heat pipe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung (1) mit einer sich entlang einer axialen Richtung (2) erstreckenden Drehachse (3) und einem Kupplungsgehäuse (4), das einen Innenraum (5) umschließt und den Innenraum (5) von einer Umgebung (6) trennt, wobei in dem Innenraum (5) zumindest eine Gegenplatte (7) und eine entlang der axialen Richtung (2) verlagerbare Anpressplatte (8) zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe (9) zwischen der Gegenplatte (7) und der Anpressplatte (8) angeordnet sind, wobei die Reibungskupplung (1) mindestens ein Wärmerohr (10) aufweist, das so angeordnet ist, dass thermische Energie aus dem Innenraum (5) hin zur Umgebung (6) ableitbar ist. The invention relates to a friction clutch (1) having an axis of rotation (3) extending along an axial direction (2) and a coupling housing (4) enclosing an interior space (5) and separating the interior space (5) from an environment (6) , wherein in the interior (5) at least one counter-plate (7) and along the axial direction (2) displaceable pressure plate (8) for frictional pressing a clutch disc (9) between the counter-plate (7) and the pressure plate (8) are arranged wherein the friction clutch (1) has at least one heat pipe (10) which is arranged so that thermal energy from the interior (5) towards the environment (6) can be derived.
Description
Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere eine Doppelkupplung, die zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges mit einer Getriebeeingangswelle (oder bei einer Doppelkupplung mit einer von zwei Getriebeeingangswellen) eines Getriebes geeignet ist, mit mindestens einer Gegenplatte und mindestens einer Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der mindestens einen Gegenplatte und der mindestens einen Anpressplatte.The invention relates to a friction clutch, in particular a double clutch, which is suitable for coupling a drive shaft of a motor vehicle with a transmission input shaft (or in a dual clutch with one of two transmission input shafts) of a transmission, with at least one counter plate and at least one pressure plate for frictional pressing a clutch disc between the at least one counter-plate and the at least one pressure plate.
Bei der Übertragung von Drehmomenten zwischen einer Antriebseite (z. B. Anpressplatte und Gegenplatte) und einer Abtriebsseite (z. B. Kupplungsscheibe) und wenn dabei Antriebseite und Abtriebsseite mit unterschiedlicher Drehzahl um die Drehachse rotieren, tritt ein Schlupf an den Reibflächen der Reibungskupplung auf. Dieser Schlupf erzeugt Wärme, durch die sich die Reibungskupplungen insbesondere beim Anfahren, Schalten oder bei anderen Fahrzuständen, bei denen Schlupf auftritt, aufheizen. Damit die Reibflächen nicht überhitzen, was zu Fading, übermäßigem Verschleiß der Reibbeläge und thermisch bedingten Bauteilverformungen führen kann, wird die in die Reibungskupplung eingebrachte Reibenergie kurzfristig durch Aufheizen des Materials in den Kupplungsplatten (Anpressplatte/ Gegenplatte/ Kupplungsscheibe/ Zwischenplatte) zwischengespeichert. Anschließend gibt die Reibungskupplung Wärme an die sie umgebende Luft ab (Konvektion). Um die Reibungskupplung effektiv zu kühlen, muss die Luft bzw. das in der Kupplungsglocke (dem Kupplungsgehäuse) befindliche Fluid wieder abgekühlt oder ausgetauscht werden.When torque is transmitted between a drive side (eg pressure plate and counterplate) and an output side (eg clutch disc) and when the drive side and output side rotate at different speeds about the rotation axis, slippage occurs on the friction surfaces of the friction clutch , This slip generates heat through which the friction clutches heat up, in particular during start-up, shifting or in other driving states in which slippage occurs. Thus, the friction surfaces do not overheat, which can lead to fading, excessive wear of the friction linings and thermally induced component deformation, the introduced into the friction clutch friction energy is temporarily stored by heating the material in the clutch plates (pressure plate / counter plate / clutch plate / intermediate plate). Then the friction clutch releases heat to the surrounding air (convection). In order to cool the friction clutch effectively, the air or the fluid in the clutch bell (the clutch housing) must be cooled or replaced again.
Bei geschlossenen Kupplungsglocken (bzw. Kupplungsgehäusen) gibt die von der Reibungskupplung aufgeheizte Luft (bzw. das Fluid) ihre Wärme an das Kupplungsgehäuse ab, das wiederum von der Luft im Motorraum des Kraftfahrzeugs gekühlt wird. Im Gegensatz dazu findet bei offenen Kupplungsglocken ein Luftaustausch in der Kupplungsglocke statt. Offene Kupplungsglocken kühlen die Reibungskupplungen daher viel effektiver und ermöglichen daher größere und/oder häufigere Energieeinträge in die Reibungskupplung als geschlossene Kupplungsglocken. Der große Nachteil von geöffneten Kupplungsglocken ist jedoch, dass nicht nur Frischluft in die Kupplungsglocke eingebracht wird, sondern auch Schmutz und Feuchtigkeit eingetragen werden. Bei Kraftfahrzeugen werden daher die meisten Reibungskupplungen in geschlossenen Kupplungsglocken verbaut, um die Reibungskupplung von Umgebungseinflüssen zu schützen. Der eingeschränkte Wärmeaustausch ist dabei aber ein häufiges Problem.With the clutch clutches (or clutch housings) closed, the air (or fluid) heated by the friction clutch releases its heat to the clutch housing, which in turn is cooled by the air in the engine compartment of the motor vehicle. In contrast, there is an exchange of air in the clutch bell with open clutch bells. Open clutch bells therefore cool the friction clutches much more effectively and therefore allow greater and / or more frequent energy inputs into the friction clutch than closed clutch bells. The big disadvantage of open clutch bell is, however, that not only fresh air is introduced into the clutch bell, but also dirt and moisture are registered. In motor vehicles, therefore, most friction clutches are installed in closed clutch bells to protect the friction clutch from environmental influences. However, the limited heat exchange is a common problem.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die in dem Stand der Technik entdeckten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und eine Reibungskupplung vorzuschlagen, bei der eine effektivere Kühlung der Reibungskupplung in einem geschlossen ausgeführten Kupplungsgehäuse ermöglicht wird.On this basis, the present invention has the object, at least partially overcome the disadvantages discovered in the prior art and to propose a friction clutch in which a more effective cooling of the friction clutch is made possible in a closed executed clutch housing.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Reibungskupplung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is achieved with a friction clutch according to the features of the independent claim. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent formulated claims. The individually listed in the dependent formulated features can be combined in a technologically meaningful way and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, wherein further preferred embodiments of the invention are shown.
Es wird eine Reibungskupplung vorgeschlagen, mit einer sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Drehachse und einem Kupplungsgehäuse, das einen Innenraum umschließt und den Innenraum von einer Umgebung trennt, wobei in dem Innenraum zumindest eine Gegenplatte und eine entlang der axialen Richtung verlagerbare Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte angeordnet sind, wobei die Reibungskupplung mindestens ein Wärmerohr aufweist, das so angeordnet ist, dass thermische Energie aus dem Innenraum hin zur Umgebung ableitbar ist.It is proposed a friction clutch having an axis of rotation extending along an axial axis and a clutch housing which encloses an interior and the interior of an environment, wherein in the interior at least one counter-plate and a displaceable along the axial direction of pressure plate for frictionally pressing a Clutch disc between the counter-plate and the pressure plate are arranged, wherein the friction clutch has at least one heat pipe, which is arranged so that thermal energy from the interior towards the environment is derivable.
Insbesondere umschließt das Kupplungsgehäuse also die genannten Komponenten der Reibungskupplung und ist gegenüber einer Umgebung der Reibungskupplung geschlossen ausgeführt.In particular, the clutch housing thus encloses the said components of the friction clutch and is executed closed relative to an environment of the friction clutch.
Ein Wärmerohr (auch als Heatpipe bezeichnet) ist ein bekanntes Bauteil, das Wärme (thermische Energie) sehr effizient von einem heißeren Ort zu einem kälteren Ort transportieren kann. Die hohe Leistungsdichte auch bei kleinen Temperaturdifferenzen wird z. B. durch ein geschlossenes, zweiphasiges System ermöglicht. Eine Innenwand des Wärmerohrs kann mit einer Kapillarstruktur ausgekleidet sein. Die Kapillarstruktur kann aus verschiedenen Strukturen, z. B. einem Netzgewebe, sich zwischen einem heißen Ende und einem kalten Ende des Wärmerohrs erstreckenden und in die Wandung eingearbeiteten Kapillarrillen oder einer porösen Sinterstruktur bestehen. Die Kapillarstruktur kann mit einem flüssigen Wärmeträgerfluid gesättigt sein. Durch Wärmezufuhr an dem heißen Ende des Wärmerohrs kann das Wärmeträgerfluid aus den Kapillaren verdampfen. Der Dampf wird zum kalten Ende geleitet und kondensiert in den dort vorhandenen Kapillaren. Das an dem kalten Ende entstehende Kondensat kann infolge der Kapillarkraft wieder zum heißen Ende zurücktransportiert werden. Der Kreislauf ist damit geschlossen. Das Wärmerohr kann eine bis zu zwei Größenordnungen höhere Wärmemenge transportieren als ein Bauteil gleicher geometrischer Abmessung z. B. aus massivem Kupfer.A heat pipe (also called a heat pipe) is a well-known component that can very efficiently transport heat (thermal energy) from a hotter place to a colder place. The high power density even with small temperature differences is z. B. by a closed, two-phase system allows. An inner wall of the heat pipe may be lined with a capillary structure. The capillary structure may consist of various structures, e.g. As a mesh, between a hot end and a cold end of the heat pipe extending and incorporated into the wall Kapillarrillen or a porous sintered structure. The capillary structure may be saturated with a liquid heat transfer fluid. By supplying heat to the hot end of the heat pipe, the heat transfer fluid can evaporate from the capillaries. The steam is conducted to the cold end and condenses in the capillaries present there. That at the cold condensate resulting condensate can be transported back to the hot end due to the capillary force. The cycle is closed. The heat pipe can transport up to two orders of magnitude higher amount of heat than a component of the same geometric dimension z. B. of solid copper.
Die Kapillarstruktur innerhalb des Wärmerohrs kann insbesondere so große Kräfte erzeugen, dass das Kondensat auch gegen die Richtung der Schwerkraft gefördert werden kann. Das bedeutet, dass die Verdampfungszone oberhalb der Kondensationszone liegen und die Strömung des Wärmeträgerfluids entgegen dem Schwerefeld verlaufen kann. Verdampfungszone und Kondensationszone sind meist durch eine adiabate Transportzone für das Wärmeträgerfluid getrennt. Das Wärmerohr arbeitet insbesondere allein aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen dem heißen Ende und dem kalten Ende und ohne mechanisch bewegte Teile. Somit kann ein Wärmerohr verschleiß- und wartungsfrei ausgeführt sein.In particular, the capillary structure within the heat pipe can generate such large forces that the condensate can also be conveyed against the direction of gravity. This means that the evaporation zone are above the condensation zone and the flow of the heat transfer fluid can run counter to the gravitational field. Evaporation zone and condensation zone are usually separated by an adiabatic transport zone for the heat transfer fluid. The heat pipe works in particular solely due to the temperature difference between the hot end and the cold end and without mechanically moving parts. Thus, a heat pipe can be carried out without wear and maintenance.
Insbesondere ist das mindestens eine Wärmerohr an dem Kupplungsgehäuse angebunden. Insbesondere ist nur das heiße Ende an dem Kupplungsgehäuse angebunden, wobei das kalte Ende beabstandet von dem Kupplungsgehäuse, z. B. in der Umgebung angeordnet ist. Bevorzugt ist das kalte Ende so angeordnet, dass es einem Fahrtwind eines bewegten Kraftfahrzeuges ausgesetzt ist, in dem die Reibungskupplung verbaut ist.In particular, the at least one heat pipe is connected to the coupling housing. In particular, only the hot end is attached to the clutch housing, the cold end spaced from the clutch housing, e.g. B. is arranged in the environment. Preferably, the cold end is arranged so that it is exposed to a wind of a moving motor vehicle, in which the friction clutch is installed.
Bevorzugt sind ein heißes Ende des mindestens einen Wärmerohrs innerhalb des Innenraums und ein kaltes Ende des mindestens einen Wärmerohrs außerhalb des Innenraums angeordnet sind.Preferably, a hot end of the at least one heat pipe within the interior and a cold end of the at least one heat pipe are arranged outside the interior.
Insbesondere sind eine Mehrzahl von Wärmerohren entlang einer Umfangsrichtung (gleichmäßig) verteilt an dem Kupplungsgehäuse angebunden.In particular, a plurality of heat pipes are distributed along the circumferential direction (evenly) distributed to the clutch housing.
In dem Kupplungsgehäuse können Wärmeleitstrukturen vorgesehen sein, die Wärme in höherem Maße aufnehmen und/oder hin zum heißen Ende des mindestens einen Wärmerohrs hin transportieren können. Insbesondere können dafür auch Materialien verwendet werden, die eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die sonst für die Kupplungsdeckel verwendeten Materialen aufweisen (z. B. Kupfer, gegenüber dem üblicherweise verwendeten Stahl.In the coupling housing Wärmeleitstrukturen may be provided which absorb heat to a greater extent and / or can transport to the hot end of the at least one heat pipe out. In particular, it is also possible to use materials which have a higher thermal conductivity than the materials otherwise used for the clutch covers (eg copper, compared to the steel which is commonly used.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
-
1 : ein Wärmerohr in einer Seitenansicht im Schnitt; -
2 : eine Reibungskupplung mit einem Getriebe in einer Seitenansicht im Schnitt; und -
3 : eine weitere Reibungskupplung in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt.
-
1 : a heat pipe in a side view in section; -
2 a friction clutch with a transmission in a side view in section; and -
3 : Another friction clutch in a perspective view in section.
Die
Ein heißes Ende
In dem Kupplungsgehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Reibungskupplungfriction clutch
- 22
- axiale Richtungaxial direction
- 33
- Drehachseaxis of rotation
- 44
- Kupplungsgehäuseclutch housing
- 55
- Innenrauminner space
- 66
- UmgebungSurroundings
- 77
- Gegenplattecounterplate
- 88th
- Anpressplattepressure plate
- 99
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 1010
- Wärmerohrheat pipe
- 1111
- heißes Endehot ending
- 1212
- kaltes Endecold end
- 1313
- Umfangsrichtungcircumferentially
- 1414
- Wandungwall
- 1515
- Transportzonetransportation zone
- 1616
- Kapillarstrukturcapillary
- 1717
- Wärmewarmth
- 1818
- Getriebetransmission
- 1919
- Wärmeleitstrukturthermal conduction
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017128974.7A DE102017128974A1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Friction clutch with heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017128974.7A DE102017128974A1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Friction clutch with heat pipe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017128974A1 true DE102017128974A1 (en) | 2019-06-06 |
Family
ID=66547653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017128974.7A Withdrawn DE102017128974A1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Friction clutch with heat pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017128974A1 (en) |
-
2017
- 2017-12-06 DE DE102017128974.7A patent/DE102017128974A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |